JP2000046528A - 光ファイバセンサを用いた歪み計測方法 - Google Patents
光ファイバセンサを用いた歪み計測方法Info
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- JP2000046528A JP2000046528A JP10211647A JP21164798A JP2000046528A JP 2000046528 A JP2000046528 A JP 2000046528A JP 10211647 A JP10211647 A JP 10211647A JP 21164798 A JP21164798 A JP 21164798A JP 2000046528 A JP2000046528 A JP 2000046528A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 土砂・地盤崩落あるいは人工構造物、建築物
崩壊等の予兆を自動的にかつリアルタイムにて効率良く
行うことを可能とする。 【解決手段】 光ファイバ心線１ａからなり、複数箇所
に光ファイバ心線１ａを巻き付けたファイバ巻き付け部
３１を有する光ファイバセンサ１を地盤Ｇの概ね深度方
向へ配設して地盤Ｇと一体化させる。光ファイバセンサ
１へ測定光を入射させる光パルス試験器と、光パルス試
験器をコントロールするとともにデータ処理を行うコン
ピュータとを有する歪み計測装置部を設ける。光パルス
試験器から光ファイバセンサ１へ光を入射させ、入射光
の周波数からずれたブリルアン散乱光の有無を検出する
ことにより、光ファイバセンサ１が土砂の変位によって
伸び歪みが生じたことを検出するとともに伸び歪みが光
ファイバセンサ１のどのファイバ巻き付け部３１間の区
間にて生じているかを検出する。
崩壊等の予兆を自動的にかつリアルタイムにて効率良く
行うことを可能とする。 【解決手段】 光ファイバ心線１ａからなり、複数箇所
に光ファイバ心線１ａを巻き付けたファイバ巻き付け部
３１を有する光ファイバセンサ１を地盤Ｇの概ね深度方
向へ配設して地盤Ｇと一体化させる。光ファイバセンサ
１へ測定光を入射させる光パルス試験器と、光パルス試
験器をコントロールするとともにデータ処理を行うコン
ピュータとを有する歪み計測装置部を設ける。光パルス
試験器から光ファイバセンサ１へ光を入射させ、入射光
の周波数からずれたブリルアン散乱光の有無を検出する
ことにより、光ファイバセンサ１が土砂の変位によって
伸び歪みが生じたことを検出するとともに伸び歪みが光
ファイバセンサ１のどのファイバ巻き付け部３１間の区
間にて生じているかを検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光ファイバを用
いて地盤や構造物等の変位を検出する光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法に関するものである。
いて地盤や構造物等の変位を検出する光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】土砂・岩盤崩落あるいは人工構造物、建
築物崩落の危険を回避するには、巡視等を頻繁に行って
状況を把握している。しかしながら、測量等を人手に頼
ることは効率が悪いため、近年ではその状況を自動的に
かつリアルタイムで計測する技術が検討されている。こ
の計測技術としては、例えば、歪みセンサ等を対象物に
設置し、その変化量を計測することが考えられている。
築物崩落の危険を回避するには、巡視等を頻繁に行って
状況を把握している。しかしながら、測量等を人手に頼
ることは効率が悪いため、近年ではその状況を自動的に
かつリアルタイムで計測する技術が検討されている。こ
の計測技術としては、例えば、歪みセンサ等を対象物に
設置し、その変化量を計測することが考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記計測方法
は、あくまでもポイント計測であり、対象物を面的に計
測することもできない。もし、面的に計測するならば、
歪みセンサを多数設置することとなり、コストが膨大に
なってしまう。また、防災のための計測を要する地域で
は、山間部等の気象変化の激しい地域であることが多
く、従来の歪みセンサ等の電気的センサでは、落雷等に
よる誘導電流の影響を受けて、故障しやすいという欠点
がある。さらに、近年、光線路の試験方法のうち、光フ
ァイバの長手方向の歪み量の連続的な分布を高精度に観
測する方法として、非線型光学現象の一つであるブリル
アン散乱光の周波数シフト量が光ファイバの歪みに依存
することを利用した手法が開発され、様々なセンシング
の用途への応用が期待されているが、自然の土砂、岩盤
の歪みあるいは人工構造物、建築物等の歪みを効率的に
計測するために実用化された光ファイバセンサの構造は
少ない。
は、あくまでもポイント計測であり、対象物を面的に計
測することもできない。もし、面的に計測するならば、
歪みセンサを多数設置することとなり、コストが膨大に
なってしまう。また、防災のための計測を要する地域で
は、山間部等の気象変化の激しい地域であることが多
く、従来の歪みセンサ等の電気的センサでは、落雷等に
よる誘導電流の影響を受けて、故障しやすいという欠点
がある。さらに、近年、光線路の試験方法のうち、光フ
ァイバの長手方向の歪み量の連続的な分布を高精度に観
測する方法として、非線型光学現象の一つであるブリル
アン散乱光の周波数シフト量が光ファイバの歪みに依存
することを利用した手法が開発され、様々なセンシング
の用途への応用が期待されているが、自然の土砂、岩盤
の歪みあるいは人工構造物、建築物等の歪みを効率的に
計測するために実用化された光ファイバセンサの構造は
少ない。
【０００４】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、土砂・地盤崩落あるいは人工構造物、建築物崩壊
等の予兆を自動的にかつリアルタイムにて効率良く計測
することが可能な光ファイバセンサを用いた歪み計測方
法を提供することを目的としている。
ので、土砂・地盤崩落あるいは人工構造物、建築物崩壊
等の予兆を自動的にかつリアルタイムにて効率良く計測
することが可能な光ファイバセンサを用いた歪み計測方
法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の光ファイバセンサを用いた歪み計測
方法は、地盤や構造物等の被計測物にあるいは該被計測
物に沿って配設した光ファイバ心線よりなる光ファイバ
センサへ測定光を入射し、この光ファイバセンサの区間
毎における伸び歪みをこの光ファイバセンサからのブリ
ルアン散乱光の有無から検出し、この検出結果から前記
被計測物の変位の有無及び変位の位置を前記区間毎に求
めることを特徴としている。つまり、光ファイバセンサ
の区間毎におけるブリルアン散乱光の有無を検出するこ
とにより、光ファイバセンサの伸び歪みが検出されると
ともに、どの区間における伸び歪みであるかが検出され
る。即ち、この光ファイバセンサの伸び歪み及びその位
置を検出することにより、地盤あるいは構造物等の被計
測物における変位の有無及び変位位置の把握が可能とな
り、土砂、岩盤の崩落や構造物の崩壊等の予測を行うこ
とが可能となる。
に、請求項１記載の光ファイバセンサを用いた歪み計測
方法は、地盤や構造物等の被計測物にあるいは該被計測
物に沿って配設した光ファイバ心線よりなる光ファイバ
センサへ測定光を入射し、この光ファイバセンサの区間
毎における伸び歪みをこの光ファイバセンサからのブリ
ルアン散乱光の有無から検出し、この検出結果から前記
被計測物の変位の有無及び変位の位置を前記区間毎に求
めることを特徴としている。つまり、光ファイバセンサ
の区間毎におけるブリルアン散乱光の有無を検出するこ
とにより、光ファイバセンサの伸び歪みが検出されると
ともに、どの区間における伸び歪みであるかが検出され
る。即ち、この光ファイバセンサの伸び歪み及びその位
置を検出することにより、地盤あるいは構造物等の被計
測物における変位の有無及び変位位置の把握が可能とな
り、土砂、岩盤の崩落や構造物の崩壊等の予測を行うこ
とが可能となる。
【０００６】請求項２記載の光ファイバセンサを用いた
歪み計測方法は、請求項１記載の光ファイバセンサを用
いた歪み計測方法において、前記光ファイバセンサを、
前記被計測物である地盤に、概ね深度方向へ配設し、前
記地盤の深度方向の変位の有無及びその位置を前記区間
毎に求めることを特徴としている。このように、地盤の
概ね深度方向へ光ファイバセンサを配設するので、地盤
中における土砂の変位の有無及びその位置を容易に把握
することが可能となり、土砂崩れの位置及びその規模の
予測が行える。
歪み計測方法は、請求項１記載の光ファイバセンサを用
いた歪み計測方法において、前記光ファイバセンサを、
前記被計測物である地盤に、概ね深度方向へ配設し、前
記地盤の深度方向の変位の有無及びその位置を前記区間
毎に求めることを特徴としている。このように、地盤の
概ね深度方向へ光ファイバセンサを配設するので、地盤
中における土砂の変位の有無及びその位置を容易に把握
することが可能となり、土砂崩れの位置及びその規模の
予測が行える。
【０００７】請求項３記載の光ファイバセンサを用いた
歪み計測方法は、請求項１記載の光ファイバセンサを用
いた歪み計測方法において、前記光ファイバセンサを、
前記被計測物である地盤に、その法面方向へ配設し、前
記地盤の法面方向の変位の有無及びその位置を前記区間
毎に求めることを特徴としている。即ち、地盤の法面方
向へ光ファイバセンサを配設するので、土砂崩れの位置
の予測及びその面積の予測を広範囲にて行うことが可能
となる。
歪み計測方法は、請求項１記載の光ファイバセンサを用
いた歪み計測方法において、前記光ファイバセンサを、
前記被計測物である地盤に、その法面方向へ配設し、前
記地盤の法面方向の変位の有無及びその位置を前記区間
毎に求めることを特徴としている。即ち、地盤の法面方
向へ光ファイバセンサを配設するので、土砂崩れの位置
の予測及びその面積の予測を広範囲にて行うことが可能
となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法の実施の形態を図によって説明す
る。図１に示すものは、光ファイバセンサを用いた歪み
計測装置であり、符号１は、光ファイバ心線を有する光
ファイバセンサである。これら光ファイバセンサ１は、
光クロージャ２へ直接あるいは光成端箱３を介して接続
されており、この光クロージャ２は、多心の光ケーブル
４を介して屋内に設置された歪み計測装置部５の光成端
箱６に接続されている。
を用いた歪み計測方法の実施の形態を図によって説明す
る。図１に示すものは、光ファイバセンサを用いた歪み
計測装置であり、符号１は、光ファイバ心線を有する光
ファイバセンサである。これら光ファイバセンサ１は、
光クロージャ２へ直接あるいは光成端箱３を介して接続
されており、この光クロージャ２は、多心の光ケーブル
４を介して屋内に設置された歪み計測装置部５の光成端
箱６に接続されている。
【０００９】歪み計測装置部５は、光成端箱６に光コネ
クタ付きコード１１によって接続された心線選択装置１
２と、この心線選択装置１２に接続された光パルス試験
器１３と、この光パルス試験器１３をコントロールする
とともにデータ処理を行うコンピュータ１４とを有して
いる。
クタ付きコード１１によって接続された心線選択装置１
２と、この心線選択装置１２に接続された光パルス試験
器１３と、この光パルス試験器１３をコントロールする
とともにデータ処理を行うコンピュータ１４とを有して
いる。
【００１０】この歪み計測装置によれば、心線選択装置
１２によって選択された光ファイバセンサ１へ光パルス
試験器１３によって測定光が入射されるようになってい
る。そして、光ファイバセンサ１にて、伸び歪みが生じ
ると、この伸び歪み部分にて、図２に示すように、入射
光の周波数からずれたブリルアン散乱光が発生し、この
ブリルアン散乱光からなる反射光が光パルス試験器１３
にて検出されるようになっている。つまり、このブリル
アン散乱光を検出することにより、光ファイバセンサ１
の伸び歪みの有無及び歪みの位置である光ファイバセン
サ１への外力の作用位置を割り出すようになっている。
なお、このブリルアン散乱光の入射光に対する周波数の
シフト量は、光ファイバセンサ１が無歪みの状態でも、
約１ＭＨｚ／℃程度の温度依存性を持つため、数十℃を
越えるような大きい温度変化が生じる場合には、温度分
布を計測することができるセンサ等と併用し、計測デー
タを補正する必要がある。
１２によって選択された光ファイバセンサ１へ光パルス
試験器１３によって測定光が入射されるようになってい
る。そして、光ファイバセンサ１にて、伸び歪みが生じ
ると、この伸び歪み部分にて、図２に示すように、入射
光の周波数からずれたブリルアン散乱光が発生し、この
ブリルアン散乱光からなる反射光が光パルス試験器１３
にて検出されるようになっている。つまり、このブリル
アン散乱光を検出することにより、光ファイバセンサ１
の伸び歪みの有無及び歪みの位置である光ファイバセン
サ１への外力の作用位置を割り出すようになっている。
なお、このブリルアン散乱光の入射光に対する周波数の
シフト量は、光ファイバセンサ１が無歪みの状態でも、
約１ＭＨｚ／℃程度の温度依存性を持つため、数十℃を
越えるような大きい温度変化が生じる場合には、温度分
布を計測することができるセンサ等と併用し、計測デー
タを補正する必要がある。
【００１１】次に、上記光ファイバセンサを用いた歪み
計測方法の実施の形態例を説明する。 （第１実施形態例）図３に示すように、この例では、光
ファイバセンサ１を地盤（被計測物）Ｇの概ね深度方向
へ埋設して上下端を固定している。ここで、この光ファ
イバセンサ１は、図４に示すように、長手方向へ間隔を
あけてファイバ巻き付け部３１を設けた構造とされてお
り、これらファイバ巻き付け部３１にて、光ファイバセ
ンサ１を構成する光ファイバ心線１ａが所定寸法だけリ
ール等に巻き付けられて余長部分３１ａが確保されてい
る。この光ファイバセンサ１を地盤Ｇへ設置する場合
は、まず、地盤Ｇをボーリングし、このボーリング孔へ
光ファイバセンサ１を配設し、このボーリング孔と光フ
ァイバセンサ１との隙間に、地盤Ｇの土質に近い充填材
を充填して周囲と一体化させる。なお、充填材として
は、ボーリングの際に生じた土砂を用い、この土砂をボ
ーリング孔へ埋め戻しても良い。また、このファイバ巻
き付け部３１同士の間、つまりファイバ巻き付け部３１
の設置個所Ｏ間である区間では、光ファイバ心線１ａが
細径の金属パイプ３２に通され、この金属パイプ３２と
光ファイバ心線１aとが密着した構造とされ地盤Ｇから
の土砂圧が金属パイプ３２を介して確実に伝達されるよ
うになっている。
計測方法の実施の形態例を説明する。 （第１実施形態例）図３に示すように、この例では、光
ファイバセンサ１を地盤（被計測物）Ｇの概ね深度方向
へ埋設して上下端を固定している。ここで、この光ファ
イバセンサ１は、図４に示すように、長手方向へ間隔を
あけてファイバ巻き付け部３１を設けた構造とされてお
り、これらファイバ巻き付け部３１にて、光ファイバセ
ンサ１を構成する光ファイバ心線１ａが所定寸法だけリ
ール等に巻き付けられて余長部分３１ａが確保されてい
る。この光ファイバセンサ１を地盤Ｇへ設置する場合
は、まず、地盤Ｇをボーリングし、このボーリング孔へ
光ファイバセンサ１を配設し、このボーリング孔と光フ
ァイバセンサ１との隙間に、地盤Ｇの土質に近い充填材
を充填して周囲と一体化させる。なお、充填材として
は、ボーリングの際に生じた土砂を用い、この土砂をボ
ーリング孔へ埋め戻しても良い。また、このファイバ巻
き付け部３１同士の間、つまりファイバ巻き付け部３１
の設置個所Ｏ間である区間では、光ファイバ心線１ａが
細径の金属パイプ３２に通され、この金属パイプ３２と
光ファイバ心線１aとが密着した構造とされ地盤Ｇから
の土砂圧が金属パイプ３２を介して確実に伝達されるよ
うになっている。
【００１２】そして、この構造の光ファイバセンサ１を
敷設した地盤Ｇにおいて、深度方向と交差する方向にず
れが生じると、その土砂圧が、ファイバ巻き付け部３１
の設置個所０間である区間の光ファイバ心線１ａへ加わ
り、この区間にて伸び歪みが生じ、その伸び歪みが歪み
計測装置部５にて検出され、その位置が区間毎に計測さ
れるようになっている。
敷設した地盤Ｇにおいて、深度方向と交差する方向にず
れが生じると、その土砂圧が、ファイバ巻き付け部３１
の設置個所０間である区間の光ファイバ心線１ａへ加わ
り、この区間にて伸び歪みが生じ、その伸び歪みが歪み
計測装置部５にて検出され、その位置が区間毎に計測さ
れるようになっている。
【００１３】このように、この実施の形態例によれば、
崩落危険土塊を有する急峻な地盤Ｇに光ファイバセンサ
１を概ね深度方向へ埋設することにより、地盤Ｇの深度
方向でのずれ及びその位置を検出することができ、土砂
崩れの前兆をいち早く検出することができる。なお、フ
ァイバ巻き付け部３１の間隔、つまり、各区間の間隔を
任意に調整することにより、土砂圧発生位置の検出精
度、即ち、深度分解能を容易に調整することができる。
また、ファイバ巻き付け部３１は、必要に応じて、融着
接続部等の接続部を設けることができ、光ファイバセン
サ１を延長することができるようになっている。
崩落危険土塊を有する急峻な地盤Ｇに光ファイバセンサ
１を概ね深度方向へ埋設することにより、地盤Ｇの深度
方向でのずれ及びその位置を検出することができ、土砂
崩れの前兆をいち早く検出することができる。なお、フ
ァイバ巻き付け部３１の間隔、つまり、各区間の間隔を
任意に調整することにより、土砂圧発生位置の検出精
度、即ち、深度分解能を容易に調整することができる。
また、ファイバ巻き付け部３１は、必要に応じて、融着
接続部等の接続部を設けることができ、光ファイバセン
サ１を延長することができるようになっている。
【００１４】（第２実施形態例）図５に示すように、こ
の例では、歪み計測装置の光ファイバセンサ１を、崩落
危険土塊を有する区域に沿った安定地盤Ｇに設け、その
長手方向１の複数箇所にて数ｍの間隔をあけて地盤Ｇに
固着している。これら光ファイバセンサ１の地盤Ｇへの
固着箇所Ｏ間の各区間における光ファイバセンサ１に
は、連結ワイヤー４２を接続しており、この連結ワイヤ
ー４２の端部を崩落危険土塊に外付けブイ４３によって
固定している。
の例では、歪み計測装置の光ファイバセンサ１を、崩落
危険土塊を有する区域に沿った安定地盤Ｇに設け、その
長手方向１の複数箇所にて数ｍの間隔をあけて地盤Ｇに
固着している。これら光ファイバセンサ１の地盤Ｇへの
固着箇所Ｏ間の各区間における光ファイバセンサ１に
は、連結ワイヤー４２を接続しており、この連結ワイヤ
ー４２の端部を崩落危険土塊に外付けブイ４３によって
固定している。
【００１５】そして、この例によれば、崩落危険土塊に
て地盤Ｇが面方向、特に法面方向へずれると、図６に示
すように、この崩落危険土塊に外付けブイ４３によって
固定された連結ワイヤー４２が引っ張られ、これによ
り、光ファイバセンサ１の、引っ張られた連結ワイヤー
４２が接続された部分に歪みが生じる。つまり、この歪
みが生じた固着箇所Ｏ間からなる各区間を歪み計測装置
部５によって計測することができ、この各区間毎に連結
ワイヤー４２によって連結された外付けブイ４３の固定
位置にて地盤Ｇの面方向への変位が生じたことを検出す
ることができる。
て地盤Ｇが面方向、特に法面方向へずれると、図６に示
すように、この崩落危険土塊に外付けブイ４３によって
固定された連結ワイヤー４２が引っ張られ、これによ
り、光ファイバセンサ１の、引っ張られた連結ワイヤー
４２が接続された部分に歪みが生じる。つまり、この歪
みが生じた固着箇所Ｏ間からなる各区間を歪み計測装置
部５によって計測することができ、この各区間毎に連結
ワイヤー４２によって連結された外付けブイ４３の固定
位置にて地盤Ｇの面方向への変位が生じたことを検出す
ることができる。
【００１６】このように、この第３実施形態例によれ
ば、光ファイバセンサ１が、直接土砂圧を検知して地盤
Ｇの変位を検出するのではなく、土塊に固定された外付
けブイ４３の移動によって光ファイバセンサ１に外力を
印加させることにより地盤Ｇの変位を面的に検出するよ
うになっている。そして、この例によれば、外付けブイ
４３を広範囲にかつ任意の位置に選択することができる
ので、地盤Ｇの変位を、広範囲にてかつあらゆる場所に
て監視することができる。つまり、集中監視したいエリ
アあるいは散漫監視で充分なエリアに対してフレキシブ
ルに対応させることができる。
ば、光ファイバセンサ１が、直接土砂圧を検知して地盤
Ｇの変位を検出するのではなく、土塊に固定された外付
けブイ４３の移動によって光ファイバセンサ１に外力を
印加させることにより地盤Ｇの変位を面的に検出するよ
うになっている。そして、この例によれば、外付けブイ
４３を広範囲にかつ任意の位置に選択することができる
ので、地盤Ｇの変位を、広範囲にてかつあらゆる場所に
て監視することができる。つまり、集中監視したいエリ
アあるいは散漫監視で充分なエリアに対してフレキシブ
ルに対応させることができる。
【００１７】しかも、光ファイバセンサ１を地盤Ｇへ埋
め込む場合と比較して、光ファイバセンサ１及び外付け
ブイ４３の設置を容易に行うことができる。また、外付
けブイ４３を規則的にマッピングすれば、歪みデータの
二次元平面表示（歪み等高線などの表示）を行うことが
できる。さらには、光ファイバセンサ１を複数本設置す
れば、計測点をさらに増やすことができ、計測エリアの
拡大を容易に行うことができる。
め込む場合と比較して、光ファイバセンサ１及び外付け
ブイ４３の設置を容易に行うことができる。また、外付
けブイ４３を規則的にマッピングすれば、歪みデータの
二次元平面表示（歪み等高線などの表示）を行うことが
できる。さらには、光ファイバセンサ１を複数本設置す
れば、計測点をさらに増やすことができ、計測エリアの
拡大を容易に行うことができる。
【００１８】なお、上記の例では、外付けブイ４３を地
表固定としたが、土塊に内蔵固定、つまり土塊中へ埋設
することも可能であり、このように、土塊に内蔵固定す
ることにより、地盤Ｇの深度方向における変位の計測も
可能である。なお、光ファイバセンサ１は、被計測地盤
Ｇの歪みが連結ワイヤー４２によって確実に伝達される
ように、光ファイバ心線１ａの周囲のケーブル被覆を光
ファイバ心線１ａに密着させた構造としておく。
表固定としたが、土塊に内蔵固定、つまり土塊中へ埋設
することも可能であり、このように、土塊に内蔵固定す
ることにより、地盤Ｇの深度方向における変位の計測も
可能である。なお、光ファイバセンサ１は、被計測地盤
Ｇの歪みが連結ワイヤー４２によって確実に伝達される
ように、光ファイバ心線１ａの周囲のケーブル被覆を光
ファイバ心線１ａに密着させた構造としておく。
【００１９】（第３実施形態例）図７に示すように、こ
の例では、崩落危険土塊を含んだ区域全体に、歪み計測
装置の光ファイバセンサ１を格子状に張り巡らせたもの
で、これら光ファイバセンサ１の交点をアンカー５１に
よって地盤Ｇへ固着している。なお、光ファイバセンサ
１は、敷設部分の周囲が、安定地盤へ固定されてケーブ
ル固定箇所５２とされている。なお、各アンカー５１に
よって地盤Ｇへ固着された固着箇所Ｏ間からなる各区間
は、数ｍ以上の間隔があけられている。
の例では、崩落危険土塊を含んだ区域全体に、歪み計測
装置の光ファイバセンサ１を格子状に張り巡らせたもの
で、これら光ファイバセンサ１の交点をアンカー５１に
よって地盤Ｇへ固着している。なお、光ファイバセンサ
１は、敷設部分の周囲が、安定地盤へ固定されてケーブ
ル固定箇所５２とされている。なお、各アンカー５１に
よって地盤Ｇへ固着された固着箇所Ｏ間からなる各区間
は、数ｍ以上の間隔があけられている。
【００２０】そして、この例によれば、崩落危険土塊に
て地盤Ｇにずれが生じ、図８に示すように、固着箇所Ｏ
のＡ点付近の地盤Ｇが変位すると、図９に示すように、
Ａ点での変位がＡ点の周囲の固着箇所Ｏに影響を及ぼす
こととなる。具体的には、Ａ点がＢ点側へ変位すると、
Ａ−Ｂ間等では、光ファイバセンサ１が縮み、また、Ａ
−Ｄ間、Ａ−Ｃ間、Ａ−Ｅ間等では、光ファイバセンサ
１が伸びることとなり、これらの区間での光ファイバセ
ンサ１に歪みが発生する。そして、Ａ点の変位によるＡ
点周囲での地盤Ｇへの固着箇所Ｏ間の区間にて光ファイ
バセンサ１の歪みを検出することにより、崩落危険土塊
におけるＡ点付近の地盤Ｇの変位及びその位置を計測す
ることができる。
て地盤Ｇにずれが生じ、図８に示すように、固着箇所Ｏ
のＡ点付近の地盤Ｇが変位すると、図９に示すように、
Ａ点での変位がＡ点の周囲の固着箇所Ｏに影響を及ぼす
こととなる。具体的には、Ａ点がＢ点側へ変位すると、
Ａ−Ｂ間等では、光ファイバセンサ１が縮み、また、Ａ
−Ｄ間、Ａ−Ｃ間、Ａ−Ｅ間等では、光ファイバセンサ
１が伸びることとなり、これらの区間での光ファイバセ
ンサ１に歪みが発生する。そして、Ａ点の変位によるＡ
点周囲での地盤Ｇへの固着箇所Ｏ間の区間にて光ファイ
バセンサ１の歪みを検出することにより、崩落危険土塊
におけるＡ点付近の地盤Ｇの変位及びその位置を計測す
ることができる。
【００２１】このように、この第３実施形態例によれ
ば、光ファイバセンサ１の交点上の各固着箇所Ｏ間の各
区間の光ファイバセンサ１の歪みを計測することによ
り、二次元平面の動態観測をより精密に行うことができ
る。これにより、崩落平面を高精度にて予想することが
でき、また、その規模（土砂量）や変位方向の解析を行
うこともできる。また、光ファイバセンサ１の敷設は、
特殊な作業、工具を用いることなく行うことができるの
で、設置コストも安価に抑えることができる。なお、こ
の場合も、被計測物である地盤Ｇの歪みが光ファイバセ
ンサ１に確実に伝達されるように、光ファイバ心線１ａ
の周囲のケーブル被覆を光ファイバ心線１ａに密着させ
た構造としておく。
ば、光ファイバセンサ１の交点上の各固着箇所Ｏ間の各
区間の光ファイバセンサ１の歪みを計測することによ
り、二次元平面の動態観測をより精密に行うことができ
る。これにより、崩落平面を高精度にて予想することが
でき、また、その規模（土砂量）や変位方向の解析を行
うこともできる。また、光ファイバセンサ１の敷設は、
特殊な作業、工具を用いることなく行うことができるの
で、設置コストも安価に抑えることができる。なお、こ
の場合も、被計測物である地盤Ｇの歪みが光ファイバセ
ンサ１に確実に伝達されるように、光ファイバ心線１ａ
の周囲のケーブル被覆を光ファイバ心線１ａに密着させ
た構造としておく。
【００２２】なお、上記第１〜第３実施形態例は互いに
組み合わせても良く、これらを組み合わせることによ
り、崩落危険土塊における土砂圧を３次元的に計測する
ことができ、ひいては土砂、岩盤の崩落の３次元的な規
模の予測を行うことができる。
組み合わせても良く、これらを組み合わせることによ
り、崩落危険土塊における土砂圧を３次元的に計測する
ことができ、ひいては土砂、岩盤の崩落の３次元的な規
模の予測を行うことができる。
【００２３】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の光ファ
イバセンサを用いた歪み計測方法によれば、下記の効果
を得ることができる。請求項１記載の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法によれば、光ファイバセンサの区
間毎におけるブリルアン散乱光の有無を検出することに
より、極めて容易に光ファイバセンサの伸び歪みを検出
することができるとともに、どの区間における伸び歪み
であるかを検出することができる。つまり、この光ファ
イバセンサの伸び歪み及びその位置を検出することによ
り、地盤あるいは構造物等の被計測物における変位の有
無及び変位位置を確実に把握することができ、土砂、岩
盤の崩落や構造物の崩壊等の予測を行うことができる。
また、従来のように、歪みセンサ等を多数設置する場合
と比較して、低コストにて歪みの計測を行うことがで
き、また、落雷等による誘導電流の影響を受けることも
なく、山間部等の気象変化の激しい地域でも問題なく行
うことができる。
イバセンサを用いた歪み計測方法によれば、下記の効果
を得ることができる。請求項１記載の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法によれば、光ファイバセンサの区
間毎におけるブリルアン散乱光の有無を検出することに
より、極めて容易に光ファイバセンサの伸び歪みを検出
することができるとともに、どの区間における伸び歪み
であるかを検出することができる。つまり、この光ファ
イバセンサの伸び歪み及びその位置を検出することによ
り、地盤あるいは構造物等の被計測物における変位の有
無及び変位位置を確実に把握することができ、土砂、岩
盤の崩落や構造物の崩壊等の予測を行うことができる。
また、従来のように、歪みセンサ等を多数設置する場合
と比較して、低コストにて歪みの計測を行うことがで
き、また、落雷等による誘導電流の影響を受けることも
なく、山間部等の気象変化の激しい地域でも問題なく行
うことができる。
【００２４】請求項２記載の光ファイバセンサを用いた
歪み計測方法によれば、地盤の概ね深度方向へ光ファイ
バセンサを配設するので、地盤中における土砂の変位の
有無及びその位置を容易に把握することができ、土砂崩
れの位置及びその規模や方向の予測を行うことができ
る。
歪み計測方法によれば、地盤の概ね深度方向へ光ファイ
バセンサを配設するので、地盤中における土砂の変位の
有無及びその位置を容易に把握することができ、土砂崩
れの位置及びその規模や方向の予測を行うことができ
る。
【００２５】請求項３記載の光ファイバセンサを用いた
歪み計測方法によれば、地盤の法面方向へ光ファイバセ
ンサを配設するので、土砂崩れの位置の予測及びその面
積や方向の予測を広範囲にて行うことができる。
歪み計測方法によれば、地盤の法面方向へ光ファイバセ
ンサを配設するので、土砂崩れの位置の予測及びその面
積や方向の予測を広範囲にて行うことができる。
【図１】 本発明の実施の形態の光ファイバセンサを用
いた歪み計測方法に用いられる歪み計測装置の構成及び
機能を説明するブロック図である。
いた歪み計測方法に用いられる歪み計測装置の構成及び
機能を説明するブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態の光ファイバセンサを用
いた歪み計測方法による歪みの計測原理を説明するグラ
フ図である。
いた歪み計測方法による歪みの計測原理を説明するグラ
フ図である。
【図３】 本発明の第１実施形態例の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法を説明する光ファイバセンサが配
設された地盤の断面図である。
を用いた歪み計測方法を説明する光ファイバセンサが配
設された地盤の断面図である。
【図４】 本発明の第１実施形態例の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法に用いられる光ファイバセンサの
概略配線図である。
を用いた歪み計測方法に用いられる光ファイバセンサの
概略配線図である。
【図５】 本発明の第２実施形態例の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法を説明する光ファイバセンサが配
設された地盤の概略平面図である。
を用いた歪み計測方法を説明する光ファイバセンサが配
設された地盤の概略平面図である。
【図６】 本発明の第２実施形態例の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法に用いられる光ファイバセンサの
配設状態及び歪みの検出原理を説明する光ファイバセン
サの概略配線図である。
を用いた歪み計測方法に用いられる光ファイバセンサの
配設状態及び歪みの検出原理を説明する光ファイバセン
サの概略配線図である。
【図７】 本発明の第３実施形態例の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法を説明する光ファイバセンサが配
設された地盤の概略平面図である。
を用いた歪み計測方法を説明する光ファイバセンサが配
設された地盤の概略平面図である。
【図８】 本発明の第３実施形態例の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法に用いられる光ファイバセンサの
配設状態を説明する光ファイバセンサの概略配線図であ
る。
を用いた歪み計測方法に用いられる光ファイバセンサの
配設状態を説明する光ファイバセンサの概略配線図であ
る。
【図９】 本発明の第３実施形態例の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法を構成する光ファイバセンサの歪
みの検出原理を説明する光ファイバセンサの概略配線図
である。
を用いた歪み計測方法を構成する光ファイバセンサの歪
みの検出原理を説明する光ファイバセンサの概略配線図
である。
１…光ファイバセンサ、１ａ…光ファイバ心線、Ｇ…地
盤（被計測物）。
盤（被計測物）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平尾 秀夫 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内 Ｆターム(参考） 2F065 AA02 AA65 CC14 EE01 FF00 LL02 QQ44 2F076 BA18 BB09 BD02 BD06 BD17
Claims (3)
- 【請求項１】 地盤や構造物等の被計測物にあるいは該
被計測物に沿って配設した光ファイバ心線（１ａ）より
なる光ファイバセンサ（１）へ測定光を入射し、この光
ファイバセンサの区間毎における伸び歪みをこの光ファ
イバセンサからのブリルアン散乱光の有無から検出し、
この検出結果から前記被計測物の変位の有無及び変位の
位置を前記区間毎に求めることを特徴とする光ファイバ
センサを用いた歪み計測方法。 - 【請求項２】 前記光ファイバセンサを、前記被計測物
である地盤（Ｇ）に、概ね深度方向へ配設し、前記地盤
の深度方向の変位の有無及びその位置を前記区間毎に求
めることを特徴とする請求項１記載の光ファイバセンサ
を用いた歪み計測方法。 - 【請求項３】 前記光ファイバセンサを、前記被計測物
である地盤に、その法面方向へ配設し、前記地盤の法面
方向の変位の有無及びその位置を前記区間毎に求めるこ
とを特徴とする請求項１記載の光ファイバセンサを用い
た歪み計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10211647A JP2000046528A (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | 光ファイバセンサを用いた歪み計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10211647A JP2000046528A (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | 光ファイバセンサを用いた歪み計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000046528A true JP2000046528A (ja) | 2000-02-18 |
Family
ID=16609261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10211647A Withdrawn JP2000046528A (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | 光ファイバセンサを用いた歪み計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000046528A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100418024B1 (ko) * | 2001-03-13 | 2004-02-14 | 양경택 | 구조물의 동적응답 추정방법 |
| US6813403B2 (en) | 2002-03-14 | 2004-11-02 | Fiber Optic Systems Technology, Inc. | Monitoring of large structures using brillouin spectrum analysis |
| WO2007108330A1 (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-27 | National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology | 距離測定システム |
| JP2013104701A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Japan Atomic Energy Agency | 光ファイバセンサとこれを用いた測定方法、および光ファイバセンサを備えたコンクリート構造物 |
| JP2013186041A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Fujitsu Ltd | 光ファイバ用プリロールカセット及び温度分布測定システム |
| CN105352452A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-02-24 | 吉林大学 | 汽车形貌测量***电子式畸变系数测量仪 |
| CN105371783A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-03-02 | 吉林大学 | 汽车形貌测量***刻度式畸变系数测量仪 |
| CN105403171A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-03-16 | 吉林大学 | 汽车形貌测量***光栅式畸变系数测量仪 |
| WO2024005262A1 (ko) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | 한국광기술원 | 음향신호 측정 민감도 향상형 광섬유 음향센서 |
-
1998
- 1998-07-27 JP JP10211647A patent/JP2000046528A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100418024B1 (ko) * | 2001-03-13 | 2004-02-14 | 양경택 | 구조물의 동적응답 추정방법 |
| US6813403B2 (en) | 2002-03-14 | 2004-11-02 | Fiber Optic Systems Technology, Inc. | Monitoring of large structures using brillouin spectrum analysis |
| WO2007108330A1 (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-27 | National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology | 距離測定システム |
| JPWO2007108330A1 (ja) * | 2006-03-02 | 2009-08-06 | 国立大学法人東京農工大学 | 距離測定システム |
| JP5135587B2 (ja) * | 2006-03-02 | 2013-02-06 | 国立大学法人東京農工大学 | 距離測定システム |
| JP2013104701A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Japan Atomic Energy Agency | 光ファイバセンサとこれを用いた測定方法、および光ファイバセンサを備えたコンクリート構造物 |
| JP2013186041A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Fujitsu Ltd | 光ファイバ用プリロールカセット及び温度分布測定システム |
| CN105352452A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-02-24 | 吉林大学 | 汽车形貌测量***电子式畸变系数测量仪 |
| CN105371783A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-03-02 | 吉林大学 | 汽车形貌测量***刻度式畸变系数测量仪 |
| CN105403171A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-03-16 | 吉林大学 | 汽车形貌测量***光栅式畸变系数测量仪 |
| CN105371783B (zh) * | 2015-12-24 | 2017-09-15 | 吉林大学 | 汽车形貌测量***刻度式畸变系数测量仪 |
| CN105403171B (zh) * | 2015-12-24 | 2017-10-03 | 吉林大学 | 汽车形貌测量***光栅式畸变系数测量仪 |
| WO2024005262A1 (ko) * | 2022-06-28 | 2024-01-04 | 한국광기술원 | 음향신호 측정 민감도 향상형 광섬유 음향센서 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051004 |